一种综合管廊的掘进拼装结构及其施工方法

摘要

本发明涉及一种综合管廊的掘进拼装结构及其施工方法，在基坑第一端设置盾构后靠设备，第二端设置U型盾构机；在所述盾构后靠设备与U型盾构机之间设置的中间部件，包含：一个扩张后的千斤顶或其与一节或多节管廊预制段的组合，或者一段坑槽或其与一节或多节管廊预制段的组合，或者一节或多节管廊预制段。本发明有效提高综合管廊施工的效率及经济性。

权利要求

1.一种综合管廊的掘进拼装结构，其特征在于，包含：基坑，位于该基坑第一端的盾构后靠设备，位于该基坑第二端的U型盾构机；

所述基坑是起始坑槽与N段坑槽的组合，则所述盾构后靠设备与U型盾构机之间设置的中间部件，包含：一个扩张后的千斤顶或其与一节或多节管廊预制段的组合，或者一段坑槽或其与一节或多节管廊预制段的组合，或者一节或多节管廊预制段；其中，N是正整数。

2.如权利要求1所述的综合管廊的掘进拼装结构，其特征在于，N-1是正整数时，N-1段坑槽设置在所述盾构后靠设备与U型盾构机之间且靠近所述盾构后靠设备的一侧，在该N-1段坑槽内对应设置有前N-1节管廊预制段。

3.如权利要求2所述的综合管廊的掘进拼装结构，其特征在于，在所述盾构后靠设备与U型盾构机之间且靠近U型盾构机的一侧，设置为扩张后的千斤顶或第N段坑槽或第N节管廊预制段。

4.如权利要求3所述的综合管廊的掘进拼装结构，其特征在于，前N-1节管廊预制段与U型盾构机之间的千斤顶扩张后的长度，与第N段坑槽的长度、第N节管廊预制段的长度均相互匹配；该千斤顶固定安装在U型盾构机上。

5.如权利要求4所述的综合管廊的掘进拼装结构，其特征在于，第N节管廊预制段设置于第N段坑槽内时，前N-1段坑槽内的各节管廊预制段内部安装有支架，且前N-1段坑槽内的各节管廊预制段上部有覆土。

6.如权利要求2或5所述的综合管廊的掘进拼装结构，其特征在于，各节管廊预制段与其四周的土体之间有填实的注浆。

7.如权利要求1所述的综合管廊的掘进拼装结构，其特征在于，所述起始坑槽的长度，使所述盾构后靠设备与U型盾构机之间没有设置中间部件时得以相邻布置。

8.一种综合管廊的施工方法，其特征在于，

在基坑的第一端设置盾构后靠设备，在该基坑的第二端设置U型盾构机；

在盾构后靠设备与U型盾构机之间设置千斤顶并使其扩张，推动U型盾构机向远离盾构后靠设备的方向推进；取出千斤顶或使千斤顶缩回后所留下的空间形成第一段坑槽；在第一段坑槽内吊装放入第一节管廊预制段；

在所述盾构后靠设备与U型盾构机之间且靠近所述盾构后靠设备的一侧，包含N-1段坑槽，且该N-1段坑槽内对应设置有前N-1节管廊预制段；其中，N-1是正整数；

在第N-1节管廊预制段与U型盾构机之间设置千斤顶并使其扩张，以推动U型盾构机向远离盾构后靠设备的方向推进；

在取出千斤顶或使千斤顶缩回后所留下的空间形成第N段坑槽，并在第N段坑槽内吊装放入第N节管廊预制段。

9.如权利要求8所述的综合管廊的施工方法，其特征在于，各节管廊预制段与其四周的土体之间采用注浆填实；

第N段坑槽内吊装放入第N节管廊预制段时，前N-1节管廊预制段内部进行支架安装并在前N-1节管廊预制段上部覆土施工。

10.如权利要求8所述的综合管廊的施工方法，其特征在于，千斤顶扩展后的长度与第N段坑槽的长度、第N节管廊预制段的长度相匹配。

说明书

一种综合管廊的掘进拼装结构及其施工方法

技术领域

[0001] 本发明属于综合管廊施工技术领域，具体涉及一种综合管廊的掘进拼装结构及其施工方法。

背景技术

[0002] 我国的综合管廊建设在国家的大力倡导下迎来了新的高峰，各地建设的积极性非常高，正对综合管廊设计以及施工的各种研究工作取得了非常好的成效，但是传统的综合管廊施工方式需要投入大量的人力物力，造价高，周期长，施工过程对周边环境的影响大。因此亟需开发出具有针对性的施工设备以及施工流程。

发明内容

[0003] 本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种新型的综合管廊的掘进拼装结构及其施工方法，来提高综合管廊施工的效率以及经济性。

[0004] 为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供一种综合管廊的掘进拼装结构，其包含：

[0005] 基坑，位于该基坑第一端的盾构后靠设备，位于该基坑第二端的U型盾构机；

[0006] 所述基坑是起始坑槽与N段坑槽的组合，则所述盾构后靠设备与U型盾构机之间设置的中间部件，包含：一个扩张后的千斤顶或其与一节或多节管廊预制段的组合，或者一段坑槽或其与一节或多节管廊预制段的组合，或者一节或多节管廊预制段；其中，N是正整数。

[0007] 优选地，N-1是正整数时，N-1段坑槽设置在所述盾构后靠设备与U型盾构机之间且靠近所述盾构后靠设备的一侧，在该N-1段坑槽内对应设置有前N-1节管廊预制段。

[0008] 优选地，在所述盾构后靠设备与U型盾构机之间且靠近U型盾构机的一侧，设置为扩张后的千斤顶或第N段坑槽或第N节管廊预制段。

[0009] 优选地，前N-1节管廊预制段与U型盾构机之间的千斤顶扩张后的长度，与第N段坑槽的长度、第N节管廊预制段的长度均相互匹配；该千斤顶固定安装在U型盾构机上。

[0010] 优选地，第N节管廊预制段设置于第N段坑槽内时，前N-1段坑槽内的各节管廊预制段内部安装有支架，且前N-1段坑槽内的各节管廊预制段上部有覆土。

[0011] 优选地，各节管廊预制段与其四周的土体之间有填实的注浆。

[0012] 优选地，所述起始坑槽的长度，使所述盾构后靠设备与U型盾构机之间没有设置中间部件时得以相邻布置。

[0013] 本发明的另一个技术方案在于提供一种综合管廊的施工方法，在基坑的第一端设置盾构后靠设备，在该基坑的第二端设置U型盾构机；

[0014] 在盾构后靠设备与U型盾构机之间设置千斤顶并使其扩张，推动U型盾构机向远离盾构后靠设备的方向推进；取出千斤顶或使千斤顶缩回后所留下的空间形成第一段坑槽；在第一段坑槽内吊装放入第一节管廊预制段；

[0015] 在所述盾构后靠设备与U型盾构机之间且靠近所述盾构后靠设备的一侧，包含N-1段坑槽，且该N-1段坑槽内对应设置有前N-1节管廊预制段；其中，N-1是正整数；

[0016] 在第N-1节管廊预制段与U型盾构机之间设置千斤顶并使其扩张，以推动U型盾构机向远离盾构后靠设备的方向推进；

[0017] 在取出千斤顶或使千斤顶缩回后所留下的空间形成第N段坑槽，并在第N段坑槽内吊装放入第N节管廊预制段。

[0018] 优选地，各节管廊预制段与其四周的土体之间采用注浆填实；

[0019] 第N段坑槽内吊装放入第N节管廊预制段时，前N-1节管廊预制段内部进行支架安装并在前N-1节管廊预制段上部覆土施工。

[0020] 优选地，千斤顶扩展后的长度与第N段坑槽的长度、第N节管廊预制段的长度相匹配。

[0021] 与现有技术相比，本发明所述综合管廊的掘进拼装结构及其施工方法，其优点在于：

[0022] 本发明利用U型盾构机结合顶管以及盾构的特点，针对综合管廊开挖深度浅，管节断面小的特点，直接在土体中形成U型槽段。

[0023] 本发明中综合管廊采用预制拼装工艺，管节和周边土体之间采用注浆方式实现与土体的紧密结合。

[0024] 本发明中综合管廊预制段的吊装和U型盾构机的推进施工密切配合，实现开挖、吊装、注浆、土方回填、设备安装的一体化施工。

[0025] 本发明整合先进的自动化掘进技术以及预制拼装工艺，实现综合管廊的自动化施工，提高综合管廊施工的效率以及经济性，具有良好的经济效益和社会效益。

附图说明

[0026] 图1是本发明中起始段坑槽的剖面结构示意图；图7是其正面结构示意图；

[0027] 图2是本发明所述综合管廊的掘进拼装结构第一个示例的剖面结构示意图；图8是其正面结构示意图；

[0028] 图3是本发明所述综合管廊的掘进拼装结构第二个示例的剖面结构示意图；图9是其正面结构示意图；

[0029] 图4是本发明所述综合管廊的掘进拼装结构第三个示例的剖面结构示意图；图10是其正面结构示意图；

[0030] 图5是本发明所述综合管廊的掘进拼装结构第四个示例的剖面结构示意图；图11是其正面结构示意图；

[0031] 图6是本发明所述综合管廊的掘进拼装结构第五个示例的剖面结构示意图；图12是其正面结构示意图；

[0032] 图1 图6是与本发明所述综合管廊的施工方法各个步骤对应的剖面结构示意图；~

[0033] 图7 图12是与本发明所述综合管廊的施工方法各个步骤对应的正面结构示意图。~

具体实施方式

[0034] 以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解。

[0035] 本发明提供一种综合管廊的掘进拼装结构，包含：位于基坑内的盾构后靠设备及U型盾构机。其中，所述盾构后靠设备位于基坑内的第一端，U型盾构机位于基坑内的第二端；所述基坑通过开挖形成。

[0036] 如图2、图8图所示的一个示例中，该基坑是通过对起始段土体开挖而形成的起始坑槽（如图1、图7），则盾构后靠设备1及U型盾构机2之间没有其他中间部件。

[0037] 如图3、图9所示的一个示例中，盾构后靠设备1及U型盾构机2之间设有第一千斤顶，且该第一千斤顶扩张后的长度与第一段坑槽的长度（即第一段土体的开挖长度）相匹配，以使该第一坑槽的长度与相应综合管廊关节（亦简称为管节）的长度相匹配。则，所述基坑是起始坑槽与第一段坑槽的组合。

[0038] 如图4、图10所示的一个示例中，基坑是起始坑槽与第一段坑槽的组合，并在盾构后靠设备1及U型盾构机2之间设有第一节管廊预制段4（即第一个综合管廊关节），且该第一节管廊预制段4与其四周的土体之间有填实的注浆。

[0039] 优选地，该第一节管廊预制段4通过吊装，设置到所述盾构后靠设备1及U型盾构机2之间的第一段坑槽内。所述第一节管廊预制段4的长度，与第一千斤顶扩张后的长度、第一段坑槽的长度（即第一段土体的开挖长度）相匹配，因而优选地是将第一节管廊预制段4吊装到从前一示例的结构中取出第一千斤顶或使第一千斤顶缩回后所留下的空间内。

[0040] 如图5、图11所示的一个示例中，盾构后靠设备1及U型盾构机2之间设有第一节管廊预制段4、第二千斤顶，且该第一节管廊预制段4与其四周的土体之间有填实的注浆。则，所述基坑是起始段坑槽、第一段坑槽及第二段坑槽的组合。

[0041] 该第二千斤顶扩张后的长度与第二段坑槽的长度（即第二段土体的开挖长度）相匹配，并使该第二段坑槽的长度与相应综合管廊关节的长度相匹配。在不同的应用情况下，所述第二千斤顶与前述第一千斤顶，可以是相同或不同的千斤顶3；可以具有相同或不同的扩张长度。所述千斤顶3可以固定安装在U型盾构机2上。

[0042] 如图6、图12所示的一个示例中，基坑是起始坑槽、第一坑槽及第二坑槽的组合，并在盾构后靠设备1及U型盾构机2之间设有第一节管廊预制段4、第二节管廊预制段4’（即第二个综合管廊关节）；该第一节管廊预制段4、第二节管廊分别位于第一段坑槽和第二段坑槽内，并分别与其四周的土体之间有填实的注浆，且所述第一节管廊预制段4的内部安装有支架（即实施支架式工程），该第一节管廊预制段4的上部有覆土。

[0043] 根据上述若干示例，本发明可以推导到具有更多段坑槽及更多节管廊预制段的情况：一基坑是起始坑槽或其与N段坑槽的组合，盾构后靠设备位于该基坑内的第一端，U型盾构机位于该基坑内的第二端。

[0044] N是数值零时，与上文第一个示例情况基本一致。N是正整数时，在盾构后靠设备与U型盾构机之间有N段坑槽。其中，N-1是正整数时，前N-1段坑槽靠近于盾构后靠设备所在的一侧。有N-1节管廊预制段对应位于前N-1段坑槽内，且前N-1段坑槽内的各节管廊预制段与其四周的土体之间均有填实的注浆。

[0045] 靠近U型盾构机所在的一侧，为千斤顶、第N段坑槽或其中的第N节管廊预制段。该千斤顶扩张后的长度，决定了前N-1节管廊预制段与盾构后靠设备之间第N段土体的开挖长度，即决定了第N段坑槽的长度，因此，该千斤顶扩张后的长度、第N段土体的开挖长度、第N段坑槽的长度均与第N节管廊预制段的长度相匹配。

[0046] 第N段坑槽内是第N节管廊预制段时，前N-1段坑槽内的各节管廊预制段内部安装有支架，且前N-1段坑槽内的各节管廊预制段上部有覆土。第N节管廊预制段与其四周的土体之间有填实的注浆。

[0047] 综上所述，所述盾构后靠设备与U型盾构机之间，可以设置中间部件也可以没有中间部件。中间部件是以下的任意一种结构：一个扩张后的千斤顶或其与若干节管廊预制段的组合、一段坑槽或其与若干节管廊预制段的组合、若干节管廊预制段。不同示例中，若干节管廊预制段可以指一节或多节管廊预制段的情况。各节管廊预制段位于对应的一段坑槽内。其中，每一段坑槽或每一节管廊预制段的布置情况基本类似。

[0048] 本发明提供一种综合管廊的施工方法，包含以下步骤：

[0049] 步骤一：如图1、图7所示开挖起始段土体；如图2、图8所示，在形成的起始坑槽中放置盾构后靠设备1及U型盾构机2。

[0050] 步骤二：开挖第一段土体，开挖长度与相应的综合管廊关节长度相匹配；

[0051] 如图3、图9所示，在盾构后靠设备1与U型盾构机2之间设置千斤顶3并使其扩张，来推动U型盾构机2向远离盾构后靠设备1的方向推进；再取出千斤顶3或使千斤顶3缩回，从而在盾构后靠设备1及U型盾构机2之间形成第一段坑槽。

[0052] 步骤三：如图4、图10所示，在第一段坑槽内吊装放入第一节管廊预制段4，该第一节管廊预制段4四周与土体之间控制采用注浆填实。步骤二中千斤顶3扩展后的长度、第一段土体的开挖长度、第一段坑槽的长度，均与该第一节管廊预制段4的长度相匹配。

[0053] 步骤四：开挖第二段土体，开挖长度与相应综合管廊关节的长度匹配；

[0054] 如图5、图11所示，在第一节管廊预制段4与U型盾构机2之间设置千斤顶3并使其扩张，来推动U型盾构机2向远离盾构后靠设备1的方向推进；再取出千斤顶3或使千斤顶3缩回，而在第一节管廊预制段4与U型盾构机2之间形成第二段坑槽。

[0055] 步骤五：如图6、图12所示，在第二段坑槽内吊装放入第二节管廊预制段4’，该第二节管廊预制段4’四周与土体之间控制采用注浆填实；并且，在第一节管廊预制段4内部进行支架式工程，且在第一节管廊预制段4上部覆土施工。步骤四中千斤顶3扩展后的长度、第二段土体的开挖长度、第二段坑槽的长度，均与该第二节管廊预制段4’的长度相匹配。

[0056] 对于盾构后靠设备与U型盾构机之间已经设置有若干节管廊预制段的情况下，通过重复类似于步骤四到步骤五的操作，即在若干节管廊预制段中最远离盾构后靠设备的一节管廊预制段与U型盾构机之间设置千斤顶并使其扩张，来推动U型盾构机向远离盾构后靠设备的方向推进，从而在取出千斤顶或使千斤顶缩回后所留下的空间形成一段新开挖出的坑槽，并在其中吊装放入新的一节管廊预制段，直至施工完成。相邻的管廊预制段可以相互组合连成综合管廊。

[0057] 本发明提供综合管廊的掘进拼装结构的多个示例并将其组合应用，并通过综合管廊的施工方法，有效提高了综合管廊施工的效率以及经济性，具有良好的经济效益和社会效益。

[0058] 尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。